搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

内嵌InAs量子点的δ掺杂GaAs/AlxGa1-xAs二维电子气特性分析

王红培 王广龙 喻颖 徐应强 倪海桥 牛智川 高凤岐

引用本文:
Citation:

内嵌InAs量子点的δ掺杂GaAs/AlxGa1-xAs二维电子气特性分析

王红培, 王广龙, 喻颖, 徐应强, 倪海桥, 牛智川, 高凤岐

Properties of δ doped GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG with embedded InAs quantum dots

Wang Hong-Pei, Wang Guang-Long, Yu Ying, Xu Ying-Qiang, Ni Hai-Qiao, Niu Zhi-Chuan, Gao Feng-Qi
PDF
导出引用
  • 采用分子束外延技术对δ掺杂GaAs/AlxGa1-xAs二维电子气(2DEG)样品进行了生长. 在样品生长过程中, 分别改变掺杂浓度(Nd)、空间隔离层厚度(Wd) 和AlxGa1-xAs中Al组分(xAl)的大小, 并在双温(300 K, 78 K)条件下对生长的样品进行了霍尔测量; 结合测试结果, 分别对Nd, Wd及xAl与GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG的载流子浓度和迁移率之间的关系规律进行了细致的分析讨论. 生长了包含有低密度InAs量子点层的δ掺杂GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG 样品, 采用梯度生长法得到了不同密度的InAs量子点. 霍尔测量结果表明, 随着InAs量子点密度的增加, GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG的迁移率大幅度减小, 实验中获得了密度最低为16×108/cm2的InAs量子点样品. 实验结果为内嵌InAs量子点的δ掺杂GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG的研究和应用提供了依据和参考.
    The δ-doped GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG samples are grown with molecular beam epitaxy. In this process, the doping concentration (Nd), spatial isolation layer thickness (Wd) and Al component of AlxGa1-xAs (xAl) are changed separately. Then Hall measurements on the samples are made in the two temperature conditions (300 and 78 K). According to the test results, the relationships of Nd, Wd and xAl to the carrier density and mobility of GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG are discussed respectively. The δ-doped GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG with embedded InAs quantum dot samples are grown, and InAs quantum dots with different densities are grown with gradient growth method. The Hall measurement results show that the mobility of GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG greatly decreases with density of InAs quantum dots steadily increasing. In experiments, the lowest density of 16×108/cm2 InAs quantum dot sample is obtained. The experimental results can provide a reference for the study and application of δ-doped GaAs/AlxGa1-xAs 2DEG with embedded InAs quantum dots.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61274125)和北京市自然科学基金(批准号: 11DB1262)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61274125) and the Natural Science Foundation of Beijing, China (Grant No. 11DB1262).
    [1]

    Spirkoska D, Fontcuberta i Morral A, Dufouleur J, Xie Q S, Abstreiter G 2011 Phys. Status Solidi RRL 9 353

    [2]

    Shu Q, Shu Y C, Zhang G J, Liu R B, Yao J H, Pi B, Xing X D, Lin Y W, Xu J J, Wang Z G 2006 Acta Phys. Sin. 55 1379 (in Chinese) [舒强, 舒永春, 张冠杰, 刘如彬, 姚江宏, 皮彪, 邢晓东, 林耀望, 许京军, 王占国 2006 物理学报 55 1379]

    [3]

    Nádvorník L, Orlita M, Goncharuk N A, Smrča L, Novák V, Jurka V, Hruška K, Výborný Z, Wasilewski Z R, Potemski M, Výborný K 2012 New J. Phys. 14 053002

    [4]

    Dingle R, Störmer H L, Gossard A C, Wiegmann W 1978 Appl. Phys. Lett. 33 665

    [5]

    Mimura T, Hiyamizu S, Fujii T, Nanbu K 1980 Jap. J. Appl. Phys. 19 225

    [6]

    Gao H L, Li D L, Zhou W Z, Shang L Y, Wang B Q, Zhu Z P, Zeng Y P 2007 Acta Phys. Sin. 56 4955 (in Chinese) [高宏玲, 李东临, 周文政, 商丽燕, 王宝强, 朱战平, 曾一平 2007 物理学报 56 4955]

    [7]

    Shimomura S, Shinohara K, Kasahara K, Hiyamizu S 1998 Microelectron. Engin. 43 213

    [8]

    Rekaya S, Bouzaïene L, Sfaxi L, Hjiri M, Contreras S, Robert J L, Maaref H 2005 Phys. Stat. Sol. A 202 602

    [9]

    Rössler C, Feil T, Mensch P, Ihn T, Ensslin K, Schuh D, Wegscheider W 2010 New J. Phys. 12 043007

    [10]

    Kardyna B E, Hees S S, Shields A J 2007 Appl. Phys. Lett. 90 181114

    [11]

    Gansen1 E J, Rowe1 M A, Greene M B, Rosenberg D, EHarvey T 2007 Nature Photonics 1 585

    [12]

    Ma J, Luo H L, Wen S C 2011 Acta Phys. Sin. 60 094205 (in Chinese) [马娟, 罗海陆, 文双春 2011 物理学报 60 094205]

    [13]

    van De Pauw L J 1968 Philips Tech. Rev. 20 220

    [14]

    Stern F 1972 Phys. Rev. B 5 4891

    [15]

    Rekaya1 S, Bouzaïene1 L, Sfaxi L, Hjiri M, Contreras S, Robert J L, Maaref H 2005 Phys. Stat. Sol. A 202 602

    [16]

    Ando T 1982 J. Phys. Soc. Jpn. 51 3900

    [17]

    Yu T H, Brennan K F 2001 J. Appl. Phys. 89 3827

    [18]

    Huang S S, Niu Z C, Ni H Q, Xiong Y H, Zhan F, Fang Z D, Xia J B 2007 J. Crystal Growth 751 301

    [19]

    Li M F, Yu Y, He J F, Wang L J, Zhu Y, Shang X J, Ni H Q, Niu Z C 2013 Nanoscale Res. Lett. 8 86

    [20]

    Li G D, Yin H, Zhu Q S, Sakaki H, Jiang C 2010 J. Appl. Phys. 108 043702

    [21]

    Sibariy H, Raymondy A, Kubisa M 1996 Semicond. Sci. Technol. 11 1002

  • [1]

    Spirkoska D, Fontcuberta i Morral A, Dufouleur J, Xie Q S, Abstreiter G 2011 Phys. Status Solidi RRL 9 353

    [2]

    Shu Q, Shu Y C, Zhang G J, Liu R B, Yao J H, Pi B, Xing X D, Lin Y W, Xu J J, Wang Z G 2006 Acta Phys. Sin. 55 1379 (in Chinese) [舒强, 舒永春, 张冠杰, 刘如彬, 姚江宏, 皮彪, 邢晓东, 林耀望, 许京军, 王占国 2006 物理学报 55 1379]

    [3]

    Nádvorník L, Orlita M, Goncharuk N A, Smrča L, Novák V, Jurka V, Hruška K, Výborný Z, Wasilewski Z R, Potemski M, Výborný K 2012 New J. Phys. 14 053002

    [4]

    Dingle R, Störmer H L, Gossard A C, Wiegmann W 1978 Appl. Phys. Lett. 33 665

    [5]

    Mimura T, Hiyamizu S, Fujii T, Nanbu K 1980 Jap. J. Appl. Phys. 19 225

    [6]

    Gao H L, Li D L, Zhou W Z, Shang L Y, Wang B Q, Zhu Z P, Zeng Y P 2007 Acta Phys. Sin. 56 4955 (in Chinese) [高宏玲, 李东临, 周文政, 商丽燕, 王宝强, 朱战平, 曾一平 2007 物理学报 56 4955]

    [7]

    Shimomura S, Shinohara K, Kasahara K, Hiyamizu S 1998 Microelectron. Engin. 43 213

    [8]

    Rekaya S, Bouzaïene L, Sfaxi L, Hjiri M, Contreras S, Robert J L, Maaref H 2005 Phys. Stat. Sol. A 202 602

    [9]

    Rössler C, Feil T, Mensch P, Ihn T, Ensslin K, Schuh D, Wegscheider W 2010 New J. Phys. 12 043007

    [10]

    Kardyna B E, Hees S S, Shields A J 2007 Appl. Phys. Lett. 90 181114

    [11]

    Gansen1 E J, Rowe1 M A, Greene M B, Rosenberg D, EHarvey T 2007 Nature Photonics 1 585

    [12]

    Ma J, Luo H L, Wen S C 2011 Acta Phys. Sin. 60 094205 (in Chinese) [马娟, 罗海陆, 文双春 2011 物理学报 60 094205]

    [13]

    van De Pauw L J 1968 Philips Tech. Rev. 20 220

    [14]

    Stern F 1972 Phys. Rev. B 5 4891

    [15]

    Rekaya1 S, Bouzaïene1 L, Sfaxi L, Hjiri M, Contreras S, Robert J L, Maaref H 2005 Phys. Stat. Sol. A 202 602

    [16]

    Ando T 1982 J. Phys. Soc. Jpn. 51 3900

    [17]

    Yu T H, Brennan K F 2001 J. Appl. Phys. 89 3827

    [18]

    Huang S S, Niu Z C, Ni H Q, Xiong Y H, Zhan F, Fang Z D, Xia J B 2007 J. Crystal Growth 751 301

    [19]

    Li M F, Yu Y, He J F, Wang L J, Zhu Y, Shang X J, Ni H Q, Niu Z C 2013 Nanoscale Res. Lett. 8 86

    [20]

    Li G D, Yin H, Zhu Q S, Sakaki H, Jiang C 2010 J. Appl. Phys. 108 043702

    [21]

    Sibariy H, Raymondy A, Kubisa M 1996 Semicond. Sci. Technol. 11 1002

  • [1] 张磊, 陈起航, 曹硕, 钱萍. 基于第一性原理计算单层IrSCl和IrSI的载流子迁移率. 物理学报, 2024, 73(21): 217201. doi: 10.7498/aps.73.20241044
    [2] 周展辉, 李群, 贺小敏. AlN/β-Ga2O3异质结电子输运机制. 物理学报, 2023, 72(2): 028501. doi: 10.7498/aps.72.20221545
    [3] 周书星, 方仁凤, 魏彦锋, 陈传亮, 曹文彧, 张欣, 艾立鹍, 李豫东, 郭旗. 磷化铟高电子迁移率晶体管外延结构材料抗电子辐照加固设计. 物理学报, 2022, 71(3): 037202. doi: 10.7498/aps.71.20211265
    [4] 张雪冰, 刘乃漳, 姚若河. AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中二维电子气的极化光学声子散射. 物理学报, 2020, 69(15): 157303. doi: 10.7498/aps.69.20200250
    [5] 齐佳红, 胡建民, 盛延辉, 吴宜勇, 徐建文, 王月媛, 杨晓明, 张子锐, 周扬. 电子辐照下GaAs/Ge太阳电池载流子输运机理研究. 物理学报, 2015, 64(10): 108802. doi: 10.7498/aps.64.108802
    [6] 苏青峰, 刘长柱, 王林军, 夏义本. 不同织构CVD金刚石膜的Hall效应特性. 物理学报, 2015, 64(11): 117301. doi: 10.7498/aps.64.117301
    [7] 刘宾礼, 唐勇, 罗毅飞, 刘德志, 王瑞田, 汪波. 基于电压变化率的IGBT结温预测模型研究. 物理学报, 2014, 63(17): 177201. doi: 10.7498/aps.63.177201
    [8] 董海明. 低温下二硫化钼电子迁移率研究. 物理学报, 2013, 62(20): 206101. doi: 10.7498/aps.62.206101
    [9] 骆杨, 段羽, 陈平, 臧春亮, 谢月, 赵毅, 刘式墉. 利用空间电荷限制电流方法确定三(8-羟基喹啉)铝的电子迁移率特性初步研究. 物理学报, 2012, 61(14): 147801. doi: 10.7498/aps.61.147801
    [10] 蒋洪良, 张荣军, 周宏明, 姚端正, 熊贵光. InAs量子点中自旋-轨道相互作用下电子自旋弛豫的参量特征. 物理学报, 2011, 60(1): 017204. doi: 10.7498/aps.60.017204
    [11] 王平亚, 张金风, 薛军帅, 周勇波, 张进成, 郝跃. 晶格匹配InAlN/GaN和InAlN/AlN/GaN材料二维电子气输运特性研究. 物理学报, 2011, 60(11): 117304. doi: 10.7498/aps.60.117304
    [12] 张金风, 王平亚, 薛军帅, 周勇波, 张进成, 郝跃. 高电子迁移率晶格匹配InAlN/GaN材料研究. 物理学报, 2011, 60(11): 117305. doi: 10.7498/aps.60.117305
    [13] 商丽燕, 林 铁, 周文政, 黄志明, 李东临, 高宏玲, 崔利杰, 曾一平, 郭少令, 褚君浩. In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱中双子带占据的二维电子气的输运特性. 物理学报, 2008, 57(4): 2481-2485. doi: 10.7498/aps.57.2481
    [14] 高宏玲, 李东临, 周文政, 商丽燕, 王宝强, 朱战平, 曾一平. 不同量子阱宽度的InP基In0.53GaAs/In0.52AlAs高电子迁移率晶体管材料二维电子气的性能研究. 物理学报, 2007, 56(8): 4955-4959. doi: 10.7498/aps.56.4955
    [15] 周文政, 林 铁, 商丽燕, 黄志明, 崔利杰, 李东临, 高宏玲, 曾一平, 郭少令, 桂永胜, 褚君浩. InAlAs/InGaAs/InAlAs量子阱高迁移率二维电子气系统中的反弱局域效应研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4099-4104. doi: 10.7498/aps.56.4099
    [16] 李东临, 曾一平. InP基HEMT器件中二维电子气浓度及分布与沟道层厚度关系的理论分析. 物理学报, 2006, 55(7): 3677-3682. doi: 10.7498/aps.55.3677
    [17] 周文政, 姚 炜, 朱 博, 仇志军, 郭少令, 林 铁, 崔利杰, 桂永胜, 褚君浩. 单边掺杂InAlAs/InGaAs单量子阱中二维电子气的磁输运特性. 物理学报, 2006, 55(4): 2044-2048. doi: 10.7498/aps.55.2044
    [18] 许雪梅, 彭景翠, 李宏建, 瞿述, 罗小华. 载流子迁移率对单层有机发光二极管复合效率的影响. 物理学报, 2002, 51(10): 2380-2385. doi: 10.7498/aps.51.2380
    [19] 吕永良, 周世平, 徐得名. 光照下高电子迁移率晶体管特性分析. 物理学报, 2000, 49(7): 1394-1399. doi: 10.7498/aps.49.1394
    [20] 李志锋, 陆 卫, 叶红娟, 袁先璋, 沈学础, G.Li, S.J.Chua. GaN载流子浓度和迁移率的光谱研究. 物理学报, 2000, 49(8): 1614-1619. doi: 10.7498/aps.49.1614
计量
  • 文章访问数:  6390
  • PDF下载量:  395
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-16
  • 修回日期:  2013-07-06
  • 刊出日期:  2013-10-05

/

返回文章
返回